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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Einzigartiger Käferpanzer: Weißer als weiß |
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Davon berichten britische Wissenschaftler rund um Peter Vukusic von der University of Exeter.
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Die Studie "Brilliant Whiteness in Ultrathin Beetle Scales" ist in "Science" erschienen (Bd. 315, 19. Jänner 2007).
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Farbe entsteht durch Pigmentierung und Struktur
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Die farbliche Erscheinung von Tieren wird entweder durch Pigmentierung oder von der inneren regelhaften Struktur des Materials gesteuert. Manchmal entsteht sie aus der Kombination von beidem.
Weiß ist nicht nur eine relativ unübliche Farbe in der Natur, sie wird auch von keiner der zwei Methoden erzeugt. Der Grund dafür: Geeignete Streuungsprozesse für alle sichtbaren Längenwellen des Lichts sind notwendig, um Dinge weiß aussehen zu lassen.
Weiß entsteht durch eine regellose interne Struktur, die eine gleichzeitige Streuung aller Farben ermöglicht.
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Effektive Streuung durch unregelmäßige Struktur
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Mit einem Elektronenmikroskop untersuchte das Team um Vukusic die langen flachen Schuppen, die den Körper, den Kopf und die Beine des Käfers bedecken.
Die innere dreidimensionale Struktur der Schuppen - ein Netzwerk aus Fäden der Oberhaut - erscheint in den Aufnahmen extrem chaotisch. Diese irreguläre innere Form ist vermutlich der Schlüssel zu der einzigartigen und effektiven Streuung des Lichts.
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Balance aus Streuung und Lücken |
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Laut den Forschern rund um Vukusic werde diese unregelmäßige Struktur durch Zwischenräume ausbalanciert, wodurch sie weißes Licht weitaus besser streuen könne als Fasern von weißem Papier oder menschlicher Zahnschmelz.
Dabei erhöht sich die Streuungsintensität, indem einerseits die Dichte der Streuungszentren maximiert wird, aber andererseits Überlappungen dieser Zentren durch ausreichend Lücken vermieden werden.
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Weiß trotz der extremen Dünnheit |
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Dabei sind die Schuppen zehn Mal so dünn wie ein menschliches Haar, nämlich ein 200stel Millimeter. Industrielle Beschichtungen, wie etwa jene von Qualitätspapier, Plastik oder Malfarbe müssten mindestens zweimal so dick sein, um so weiß zu erscheinen.
Nach den Werten für Helligkeit und Weißheit der "International Organization for Standardization" ist der Panzer der Cyphochilus um ein Vielfaches weißer als Milch, die bedeutend dicker ist.
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Biomimikry: Anwendung des natürlichen Designs |
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Nach Vukovic sollen neue Technologien in Zukunft ermöglichen, diese natürlichen Designideen auf die industrielle Erzeugung synthetischer weißer Materialien zu übertragen, von weißem Papier bis zu weißen Lichtquellen.
[science.ORF.at, 19.1.07]
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Mehr dazu in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
